Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
8
PAGE 2
Тема 26 Силовой следящий привод
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”
Кафедра Автоматики и процессов управления
Курсовая работа по дисциплине
“Основы теории управления”
“ Силовой следящий привод”
Выполнил Марченко А.А
Гр 8587
Новожилов
Санкт-Петербург
2010
ТЕМА 26
Рис.1
Рис.2
Звено 1. Фильтр. W1=1/(0.005s+1).
Звено 2. Коррекция последовательного типа. Исходная ПФ W2=1/1.
Звено 3. Усилитель. W3=100.
Звено 4. Усилитель мощности. W4=10/(0.05s+1).
Звено 5. Двигатель. W5=5/(1s+1)(0.05s+1).
Звено 6. Редуктор. W6=0.002/s.
Звено 7. Датчик угла поворота. W7=1/1.
Коэффициент передачи цифровой части Kцч=1.
Функциональная схема исходной СУ представлена на рис.1. Структурная схема приведена на рис.2. На предыдущих этапах проектирования обеспечены необходимые астатизм и контурное усиление. Операторы и параметры всех звеньев (кроме корректирующего) изменению не подлежат.
Провести анализ качества исходной системы. При необходимости обеспечить динамику СУ – т.е. качество переходного процесса.
Требования к переходному процессу: перерегулирование 15%.
1. Ввод в ЭВМ модели СУ с использованием программы CLASSiC-3
Структурная схема, представленная на рис.2, вводится в графическом редакторе программы CLASSiC-3. Отрицательная обратная связь обеспечивается инвертированием знака входного порта звена 1.
Модель исходной системы сохраняется в файле курсовик.mdl.
Для контроля правильности ввода операторов звеньев приводится текстовая сводка модели:
Модель: "R:\ОТУ\КУРСОВИК.MDL"
=============================
Количество блоков: 7
Количество связей: 7
=========================================================
| | Передаточные функции | |
| Блоки |-------------------------------| Связи |
| | Числитель |Знаменатель|Степень| |
=========================================================
| #1 | 1 | 1 | 0 | 2 |
| Вход | | 0.005 | 1 | |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #2 | 1 | 1 | 0 | 3 |
| Варьир. | | | | |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #3 | 100 | 1 | 0 | 4 |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #4 | 10 | 1 | 0 | 5 |
| | | 0.05 | 1 | |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #5 | 5 | 1 | 0 | 6 |
| | | 1.05 | 1 | |
| | | 0.05 | 2 | |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #6 | 0.002 | 0 | 0 | 7 |
| Выход | | 1 | 1 | |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #7 | 1 | 1 | 0 | 1 |
=========================================================
2. Анализ характеристик исходной системы
Корни характеристического полинома замкнутой СУ.
p1 = 0.000729 +3.046868j
p2 = 0.000729 -3.046868j
p3 = -20.500419 +3.256971j
p4 = -20.500419 -3.256971j
p5 = -200.000620
Абсолютное затухание: 3.347
Относительное затухание: 11.939
Оценка устойчивости и ее запасов по корням:
Система неустойчива, т.к. два корня находятся в правой полуплоскости плоскости корней.
График переходного процесса приведен на рис.3
Рис.3
Показатели качества переходного процесса.
Процесс расходящийся
Выводы о поведении исходной СУ и о необходимосити синтеза динамики.
Исходная система управления неустойчива. Для достижения устойчивости необходим синтез динамики СУ.
3. Синтез оператора корректирующего устройства
(выполняется совместно с преподавателем)
3.1. С использованием программы CLASSiC-3 cтроится ЛАХ Lисх() исходной разомкнутой системы на графике максимально возможного масштаба – см. рис. 4.
3.2. Средствами рисования WORD’а строятся линии частот сопряжения и строится асимптотическая ЛАХ (см. рис. 4).
3.3. Формируется типовая “желаемая” асимптотическая ЛАХ Lж(), согласованная с ЛАХ исходной системы.
Требования к Lж():
Желаемая асимптотическая ЛАХ средствами рисования WORD’а строится на рис. 4.
3.4. Строится асимптотическая ЛАХ Lк() звена коррекции (на рис. 4).
3.5. По ЛАХ звена коррекции записывается его ПФ Wк(s).
На рис.4 представлены ЛАХ Lисх(), Lж() и Lк().
Рис. 4
Оператор звена коррекции
.
Для данной СУ
.
4. Анализ характеристик скорректированной системы
4.1. Расчет ЧХ разомкнутой СУ
Используется модель исходной разомкнутой СУ, в которой установлено начальное значение Wк=1/1. По ней строятся характеристики исходной разомкнутой системы. В окне Характеристики, Передаточные функции, вводится рассчитанный оператор Wк(s). В результате на графиках образуются характеристики разомкнутых исходной системы, скорректированной системы и звена коррекции.
На рис.5 построены указанные ЛАЧХ и ЛФЧХ.
Рис. 5
Вывод о соответствии ЛАЧХ, представленных на рис. 4 и рис. 5.
ЛАЧХ на рисунках 4 и 5 идентичны друг другу
Частотные показатели качества скорректированной СУ:
Частота среза: 0.9975 рад/с
Запас по фазе: 73.1568 град
Частота пи: 8.5650 рад/с
Запас по модулю: 22.5139 дБ
Запас по фазе показан на рис.5.
4.2. Расчет характеристик замкнутой СУ.
Оператор звена коррекции вводится в структурную схему системы. Для этого в окне характеристик используются команды меню Расчеты, Обновить Вар.блок. Полученная скорректированная модель дополняется обратной связью и записывается в новый файл.
Снова рассчитываются характеристики уже замкнутой скорректированной СУ.
На рис.6. показан переходный процесс в скорректированной СУ. Отмечено время первого согласования t1, харакутеризующее быстродействие системы.
Рис. 6
Показатели качества переходного процесса:
Установившееся значение: 1.0000
Время регулирования: 8.1761 с.
Перерегулирование: 6.70%
Вывод о соответствии требуемому качеству по динамике переходного процесса:
Скорректированная СУ соответствует требуемому качеству: перерегулирование 15%.
На рис.7 показана ЛАЧХ замкнутой системы и отмечена полоса пропускания п.
Рис.7
Коэффициент связи полосы пропускания и быстродействия системы
= t1п ≈2∙1.4=2.8
В работе проведены исследования свойств и расчет характеристик силового следящего привода. Исходная система не удовлетворяла необходимым требованиям качества. Для обеспечения требуемого качества был проведен синтез динамики СУ. Построена ЛАХ звена коррекции и рассчитана его ПФ. Скорректированная СУ соответствует требуемому качеству переходного процесса.